热处理工艺8-总结讲解.ppt

3.5.2 形变热处理在钢材生产中的应用;;二、形变热处理与超级钢的生产;这对一直作为汽车首选材料的钢铁企业提出了挑战。为了应对PNGV计划, 1994年包括我国宝钢在内的全球35家主要钢铁企业发起了ULSAB (Ultra Light Steel Auto Body) - 超轻型钢制车体的研究计划, 紧接着又发起了ULSAB - AVC (Ultra Light Steel Auto Body - Advanced Vehicle Concept) -超轻材料车身- 先进汽车概念计划,目标是通过在车身结构上大量采用高强和超高强钢板,将车重降低19%～32%。 ;另一方面，普通钢强度低，使用量大，导致生产中的环境问题：据统计, 目前钢铁业对环境污染高达总量的14 %。 合金钢强度虽高，但价格也高，使用中不易焊接和加工。回收也不方便。 因此，为保护环境, 节约能源和原材料(包括铁矿石) ，人们期望利用最少的资源和最低的成本，生产具有高级别力学性能和各种优异使用性能的、容易回收利用的先进钢铁材??，以支撑社会实现可持续发展。;近年来钢铁工业自身技术上取得了巨大进步，纯净化冶炼、连铸技术、高速连续轧制、TMCP 等一批关键技术取得了巨大进展。 相关学科和领域的发展，为钢铁材料的发展提供了设备、自动化、计算机、传动等各种不同领域的支撑手段。钢铁材料面临着前所未有的发展机遇。 在这种背景下，“新一代钢铁材料”的概念应运而生。所谓“新一代”意味着全面的更新换代，不是少数几种牌号、几个钢种，而是整个钢铁材料在性能上取得一次飞跃，在水平上攀登一个新的颠峰。;钢的强化和韧化;韧化机制： 如果合金元素提高强度，则导致韧性下降； 气体和夹杂物一般导致韧性下降； 晶粒细化：提高韧性； 沉淀析出：析出本身对韧性有害，但在形变时析出相有阻碍晶粒长大的作用，需要平衡； 形变：一般降低韧性； 相变组织：控轧控冷技术改变了传统的铁素体-珠光体组织的范围，出现了多边形铁素体-珠光体、贝氏体、多边形铁素体-贝氏体、马氏体等基本组织，对强度和韧性都有影响。需要根据性能、成本来选择。 晶粒细化是唯一即提高强度又提高韧性的方法。;（二）超级钢的概念;（三）化学成分和冶金特点;超细晶粒钢的主要特点是碳含量低，因此其强化手段不是通过增加碳含量和合金元素含量，而是通过晶粒细化、相变强化、析出强化等相结合的方法来达到提高强韧化的目的。 晶粒细化(变形细化和相变细化)是唯一能够同时提高钢强度和韧性的方法，故其成为超细晶粒钢最佳的强化机制。 利用第二相粒子析出的沉淀强化是超细晶粒钢采用的另一种强化机制，高温时在奥氏体内形成的粒子虽然对控制晶粒长大有效，但不会造成强化，强化粒子是低温时在奥氏体或铁素体内形成的，位错与亚结构强化也是一种有效的强化方式。;（四）工艺方法和强韧化特点;新型大变形量TMCP工艺 欲突破5μm的界限获得以1μm为目标的超细钢, 须挖掘TMCP的极限潜力。为此, 新日铁钢铁研究所的荻原行人等指出需要下述2点: ①有效提高相变与再结晶的驱动力, 使形核密度飞跃性地增加; ②彻底抑制成核后晶粒的长大。 实现方法： 加大变形量； 降低加工温度。;超细晶粒钢制备工艺的冶金机制;当获得大变形量的加工温度在A3以上时, 在A3以上奥氏体是稳定的, 没有形变时铁素体是不可能出现的, 在A3以上形变诱导铁素体析出, 可称之为高温形变诱导相变, 但这时的铁素体是不稳定的, 随保温时间的延长,铁素体会逆相变为奥氏体。 形变诱导相变机制突出强调了大变形量的作用, 即奥氏体形变产生的缺陷、形变储能使奥氏体的自由能增加, 大大降低了奥氏体的稳定性, 导致奥氏体向铁素体转变温度升高。此情况可看作在铁素体与奥氏体的竞争中, 大的形变有利于铁素体的形成。其理论意义在于在大变形的前提下, γ→α相变发生温度可以高于平衡态的A3, 由此可以推知, 在经轧前急冷至较低轧制温度（如约500℃）时, 2种因素的叠加作用将使相变过冷度比传统工艺大得多。;当加工温度在A3以下时, 由于在低温γ区域（500℃附近）扩散变慢, 通常只能出现如贝氏体、马氏体类无扩散型相变, 但通过大变形量加工使α相变能在如此低的温度区间被诱发。正是利用了这种大形变诱导的低温下的扩散型相变使低碳钢的α粒径小至1μm以下成为可能, 或者说快速冷却中的大应变扩展了γ→α相变的温度范围。 对变形和未变形情况下的CCT图研究表明, 对急速冷却的奥氏体压延加工时, 铁素体与低温相（贝氏体）会竞争形成, 从而使铁素体的比率发生变化, 提高加工率则铁素体的比率增加。在生成贝氏体的低温区提高加工率, 使主相变成了铁素体。其原因解释为位错胞对贝氏体的形成有阻碍作用, 但对铁素体相变的阻碍作用同对珠光体相变的阻碍作用一样小。同时, 由于形变使奥氏体